Насколько изменился уровень загрязнения атмосферы из-за повсеместного карантина?

С момента начала пандемии COVID-19 космические и наземные наблюдения показали, что в атмосфере Земли наблюдалось значительное сокращение некоторых загрязнителей воздуха, но только ли карантинные меры были этому причиной?

Даже не имея на руках точных данных, не сложно предположить, что количество вредных выбросов в атмосферу в течение 2020 года значительно сократилось — люди реже пользуются автомобилями, общественный транспорт не загружен, да и часть производств частично остановлены. Однако ученые хотели знать, какая часть этого снижения может быть связана с изменениями в человеческой деятельности во время отключений, связанных с пандемией, по сравнению с тем, сколько произошло бы в 2020 году без пандемии.

Используя компьютерные модели для создания 2020 года без COVID для сравнения, исследователи NASA обнаружили, что с февраля ограничения пандемии снизили глобальную концентрацию диоксида азота почти на 20%. Результаты были представлены на Международной конференции по высокопроизводительным вычислениям, сетям, хранилищам и анализу 2020 года.

Двуокись азота — это загрязнитель воздуха, который в основном образуется в результате сжигания ископаемого топлива, используемого в промышленности и на транспорте — оба из которых были значительно сокращены в разгар пандемии, чтобы предотвратить распространение нового коронавируса.

Нет двух одинаковых лет. Нормальные колебания погоды и атмосферной циркуляции изменяют состав и химический состав атмосферы Земли. Сравнение концентраций диоксида азота в 2020 году с данными только за 2019 или 2018 год не позволит учесть межгодовые различия. Но поскольку прогнозы модели NASA учитывают эти естественные вариации, ученые могут использовать их для анализа того, какая часть изменения состава атмосферы в 2020 году была вызвана мерами по сдерживанию COVID-19.

Даже с помощью моделей нельзя было предсказать внезапные, резкие изменения в поведении людей, поскольку новый коронавирус — и правила, пытающиеся его контролировать, — быстро распространяются. Вместо того, чтобы пытаться перепрограммировать свою модель с учетом этого неожиданного события, Келлер и его коллеги учли COVID-19, заставив модель полностью игнорировать пандемию.

Моделирование модели и анализ машинного обучения проводились в Центре моделирования климата NASA. Его сценарий "как обычно" представлял собой альтернативную версию 2020 года, в которой не было никаких неожиданных изменений в поведении людей, вызванных пандемией.

Отсюда — простое вычитание. Разница между значениями, смоделированными моделью, и измеренными данными наземных наблюдений представляет собой изменение выбросов в результате реакции на пандемию. Исследователи получили данные из 46 стран — всего 5 756 пунктов наблюдения на земле — с ежечасными измерениями состава атмосферы в режиме, близком к реальному времени. На уровне городов в 50 из 61 проанализированного города наблюдается сокращение выбросов двуокиси азота на 20-50%.

Многие страны уже проделали очень хорошую работу по снижению концентраций диоксида азота за последние десятилетия благодаря правилам, связанным с чистым воздухом, но полученные результаты ясно показывают, что человеческое поведение по-прежнему вносит значительный вклад.

Насколько изменился уровень загрязнения атмосферы из-за повсеместного карантина?
Уровень диоксида азота часто падает во время празднования Лунного Нового года в Китае и большей части Азии, а затем восстанавливается. Но в этом году в Ухане, Китай, где вирус был впервые зарегистрирован, не наблюдалось никакого восстановления, а уровень диоксида азота оставался намного ниже, чем в 2019 году.

Ухань, Китай, был первым муниципалитетом, сообщившим о вспышке COVID-19. Он также был первым, кто показал снижение выбросов диоксида азота — на 60% ниже ожидаемых расчетных значений. Вскоре последовало снижение на 60% в Милане и на 45% в Нью-Йорке, когда вступили в силу их местные ограничения.

Иногда можно было даже увидеть уменьшение содержания диоксида азота до того, как официальная политика вступила в силу. Люди, вероятно, сокращали число поездок, потому что разговоры об угрозе COVID-19 уже происходили до того, как нам фактически сказали закрыться. После снятия ограничений снижение содержания диоксида азота уменьшилось, но оставалось ниже ожидаемых значений "обычного положения дел".

Исследователи сравнили свои оценки снижения содержания диоксида азота с экономическими показателями, а именно с валовым внутренним продуктом стран, включенных в исследование. По словам авторов, они отлично совпали. И это не лишено смысла, ведь диоксид азота очень тесно связан с экономической деятельностью, например, люди, которые путешествуют, и работающие фабрики производяет его в огромных количествах.

Читайте также

Физики искали одну экзотическую частицу, но обнаружили две другие структуры

Физики искали одну экзотическую частицу, но обнаружили две другие структуры

Ученые раскрыли секрет медленного развития человека: все дело в белках

Ученые раскрыли секрет медленного развития человека: все дело в белках

Физик предположил, что пространство-время — лишь часть более крупной структуры Вселенной

Физик предположил, что пространство-время — лишь часть более крупной структуры Вселенной

Лингвисты РАН раскрыли биомеханику тувинского горлового пения методом МРТ

Лингвисты РАН раскрыли биомеханику тувинского горлового пения методом МРТ

В Канаде расширят производство радиоактивного изотопа для лечения рака

В Канаде расширят производство радиоактивного изотопа для лечения рака

Древние гиены на Урале питались бизонами и гигантскими оленями

Древние гиены на Урале питались бизонами и гигантскими оленями

Ученый предположил, что мозг на самом деле не принимает решения

Ученый предположил, что мозг на самом деле не принимает решения

Ученые создали гидрогель, который неделями удерживает лекарства внутри суставов

Ученые создали гидрогель, который неделями удерживает лекарства внутри суставов

Как РЛС Вадима Мацкевича решила исход Корейской войны

Как РЛС Вадима Мацкевича решила исход Корейской войны

Миссии NASA, которые изменили историю освоения космоса

Миссии NASA, которые изменили историю освоения космоса

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Печенье из ПЭТ-бутылок и кукурузных стеблей создано для Земли и космоса

Печенье из ПЭТ-бутылок и кукурузных стеблей создано для Земли и космоса

Микроводоросли помогут удешевить лабораторное мясо

Микроводоросли помогут удешевить лабораторное мясо

Может ли человечество черпать энергию из черных дыр? Теоретически – да

Может ли человечество черпать энергию из черных дыр? Теоретически – да

В Китае показали робота-лошадь Qiji X1 грузоподъемностью до 300 кг

В Китае показали робота-лошадь Qiji X1 грузоподъемностью до 300 кг